Quelles sont toutes les différentes façons de stocker de l'énergie en plus d'utiliser des piles rechargeables ?
Les êtres humains recherchent depuis longtemps un bon moyen de stocker de l'énergie. L'un des principaux freins aux voitures électriques est la technologie des batteries - lorsque vous comparez les batteries à l'essence, les différences sont énormes. Par exemple, une voiture électrique typique peut en transporter 1, 000 livres (454 kg) de batteries plomb-acide. Ces batteries mettent plusieurs heures à se recharger, et pourrait donner à la voiture une autonomie de 160 km. Deux ou 3 gallons d'essence donnent la même autonomie, peser moins de 30 livres (13 kg), et vous pouvez pomper autant d'essence en une minute environ.
Voici une liste d'autres technologies que les gens utilisent couramment pour stocker de l'énergie. Certains d'entre eux fonctionnent dans une voiture électrique, tandis que d'autres conviennent mieux aux applications stationnaires :
- L'une des plus anciennes techniques utilisées est la chute de poids . Vous soulevez le poids pour stocker l'énergie dedans, puis laissez le poids retomber pour extraire l'énergie. De nombreuses horloges grand-père et coucous utilisent cette technique. En faisant passer la ficelle attachée aux poids à travers un train d'engrenages, vous pouvez utiliser un poids lourd et le laisser tomber pendant une longue période de temps. (Voir Comment fonctionnent les horloges à pendule.) Cette approche ne fonctionne pas très bien dans une voiture électrique, mais cela a bien fonctionné dans les horloges pendant des centaines d'années.
- De nombreuses centrales électriques utilisent l'approche du « poids tombant » sous la forme de l'eau . L'eau est pompée en amont d'un lac la nuit lorsque la centrale électrique a une capacité excédentaire. Pendant les périodes diurnes à forte demande, l'eau passe à travers une turbine en descendant vers un lac inférieur. (Voir Comment fonctionnent les centrales hydroélectriques.)
- Une autre façon de stocker l'énergie est sous une forme déformation mécanique répétable . C'est l'idée derrière un ressort utilisé dans une horloge à remontoir ou un élastique utilisé dans un avion à remontoir. Vous stockez l'énergie en pliant (déformant) le matériau dans un ressort, et le matériau libère l'énergie lorsqu'il revient à sa forme d'origine. A l'échelle d'une voiture, cette technologie a des problèmes à cause du poids du ressort, mais à plus petite échelle (comme une montre-bracelet), cela fonctionne très bien. Voir aussi cette page pour un exemple intéressant.
- La nature stocke de l'énergie depuis longtemps, et si vous voulez y penser de cette façon, l'essence est vraiment une forme d'énergie stockée. Les plantes absorbent la lumière du soleil et la transforment en les glucides (voir Comment fonctionne la nourriture pour une discussion sur les glucides). Sur des millions d'années, ces glucides peuvent se transformer en pétrole ou en charbon. A une échelle de temps plus humaine, on brûle du bois (qui est un glucide) pour libérer l'énergie stockée, ou transformer le maïs en alcool et brûler l'alcool.
- Une autre technique que la nature utilise pour stocker l'énergie est gros , que beaucoup d'entre nous connaissent personnellement. Il est intéressant de penser à une voiture qui mange de l'herbe ou d'autres glucides et les stocke sous forme de graisse !
- Vous pouvez prendre de l'énergie et diviser l'eau en ses atomes d'hydrogène et d'oxygène en utilisant électrolyse . En stockant l'hydrogène et l'oxygène dans des réservoirs, vous pouvez plus tard créer de l'énergie en la brûlant, ou (plus efficacement) en le faisant passer par un pile à combustible (voir Comment fonctionnent les piles à combustible).
- Vous pouvez utiliser l'énergie pour faire tourner un volant puis extraire plus tard l'énergie en utilisant le volant d'inertie pour faire fonctionner un générateur. Ce brevet contient de nombreuses informations.
- Vous pouvez stocker Chauffer convertir directement et plus tard la chaleur en une autre forme d'énergie comme l'électricité. Cette page traite de certaines des expériences de la NASA dans ce domaine.
- Vous pouvez utiliser air comprimé pour stocker de l'énergie. Les jouets comme l'Air Hog stockent l'énergie de cette manière. La compression suffisante de gaz comme l'azote produit de l'azote liquide, et cette page explique comment utiliser de l'azote liquide pour alimenter une voiture.
- L'une des nouvelles technologies qui pourraient devenir disponibles à l'avenir consiste à antimatière . Lorsque vous combinez de la matière normale avec de l'antimatière, vous obtenez de l'énergie. Vous stockez l'énergie en créant l'antimatière. Cette page en parle un peu.
À l'heure actuelle, aucune de ces techniques ne peut tenir une bougie (une autre forme d'énergie stockée !) à l'essence dans le sens pratique. Les piles à combustible utilisant du méthanol semblent être le concurrent le plus proche en ce moment, et deviendra probablement accessible au grand public au cours des prochaines années.
Ces liens vous permettront d'en savoir plus :
- Comment fonctionnent les piles
- Comment fonctionne l'essence
- Comment fonctionne l'économie de l'hydrogène
- Comment fonctionnent les piles à combustible
- Comment fonctionnent les cellules solaires
- Comment fonctionnent les centrales hydroélectriques
- Comment fonctionnent les voitures hybrides
- Comment fonctionnent les voitures électriques
- Comment la propulsion par fusion fonctionnera
- Comment fonctionnera le vaisseau spatial antimatière
- FAQ :Stockage d'énergie cinétique
- Stockage d'Energie
- Avancées dans les systèmes de stockage d'énergie à volant d'inertie
- Brevet #5, 124, 605 : méthodes et appareils de stockage d'énergie par volant d'inertie
- Université de Washington :voiture à azote liquide